液压传动第五章参考答案

第五章习题5-1 电气原理图中QS、FU、FR、KM、KA、KT、SB、SQ等文字符号分别代表的是什么电器元件？答：电气原理图中QS、FU、FR、KM、KA、KT、SB、SQ等文字符号分别代表的是刀开关、熔断器、热继电器、接触器、中间继电器和电流继电器、时间继电器、按钮、行程开关。

5-2 电气原理图中，电器元件的技术数据应如何标注？答：用比正文小一号的宋体字标注在代表电器元件的图形符号的旁边。

5-3 三相笼型感应电动机允许采用直接起动的容量大小是如何决定的？答：容量小于10KW的三相笼型感应电动机允许采用直接起动；当三相笼型感应电动机的容量大于10KW时，按P N≤0.2S N进行判断（式中P N为电动机的容量，S N为为电动机供电的变压器容量），满足上式时即可直接起动。

应特别注意的是大多教《电机原理》科书中的判断公式（I ST/≤3/4+S/4P，I ST为电动机全压起动电流，I N为电动机额定电流，S为为电动机供电的变压器容量，P为电动机的容量）是错误的。

5-4 试画出带有过载保护的笼型感应电动机正常运转的控制电路。

5-5 什么是欠、失压保护？可利用哪些元件实现欠、失压保护？答：当电路出现电压过低或电压消失时能切断电路，电路电压恢复正常时不自行接通电路的保护分别叫欠压和失压保护。

利用接触器、欠电压继电器、断路器均可实现欠、失压保护。

5-6画出用通电延时型时间继电器控制笼型感应电动机定子绕组串电抗器的起动控制电路。

答：将时间继电器控制定子绕组串电阻减压起动控制电路图中的电阻换成电抗就行了。

5-7 电动机点动控制与连续运转控制电路的区别是什么？试画出几种既可点动又可连续运转的控制电路图。

答：电动机点动控制与连续运转控制电路的区别在于有无自锁。

按照下图的设计思路5-8 简述感应电动机Y—△转换减压起动法的优缺点及适用场合。

答：Y-△转换减压起动成本低、电路简单，但起动转矩较小。

适用于空载或轻载的场合。

5-9 图5-42是Y—△转换减压起动控制电路。

检查图中哪些地方画错了？请把错处改正过来，并按改正后的电路叙述其工作原理。

答：主电路和控制电路都存在错误。

主电路的错误是三角形接法的错误，U1接V2、V1接U2、W1接W2；正确的接法是U1接V2、V1接W2、W1接U 2。

控制电路的错误是没有自锁、时间继电器的触头错误。

图5-42 题5-9图5-10 在图5-43中，要求按下起动按钮后能依次完成下列四步动作：第一步，运动部件A从1到2；第二步，运动部件B从3到4；第三步，运动部件A从2回到1；第四步，运动部件B从4回到3。

试画出电气控制电路。

图5-43 题5-10图答：通过M1和M2的正反转实现，M1通过KM1、KM2控制，M2通过KM3、KM4控制，主电路略。

在不考虑限位保护、任何位置的起动与停止时控制电路如下图：5-11 画出笼型感应电动机用自耦变压器起动的控制电路。

5-12 画出绕线转子感应电动机转子串频敏变阻器起动的控制电路。

5-13 什么叫电气制动？异步电动机常用的电气制动方法有哪几种？简要说明各种电气制动的原理及适用场合。

答：电气制动是靠电动机本身产生一个和电动机原来旋转方向相反的制动力矩，迫使电动机迅速制动停转。

异步电动机常用的电气制动方式有反接制动（又分电源反接和倒拉反接）、能耗制动和回馈制动（再生发电制动）。

异步电动机的电源反接制动是依靠改变电动机定子绕组的电源相序来产生制动力矩，迫使电动机迅速停转。

电源反接制动可以适用于各种场合。

倒拉反接适用于绕线型异步电动机，在其转子电路中串入电阻后，其机械特性变软，电动机会在位能性负载作用下被迫反转，电动机工作在正（提升）力矩、负转速情况下。

异步电动机的能耗制动时，先切断电动机三相交流电源，之后立即在定子绕组的任意两相中通入直流电，用于在电动机气隙上产生静止的磁场，旋转的转子绕组通过切割磁场产生制动力矩，来迫使电动机迅速停转。

异步电动机的能耗制动也可以适用于各种场合。

异步电动机的回馈制动是让电动机的转速高于同步转速，工作在发电状态下，向电网回馈电能，同时在电动机的转子上产生制动力矩，迫使电动机停转。

异步电动机的回馈制动要求一定的条件，即必须使电动机的转速高于同步转速，即转子比磁场转的快。

可以通过降低同步转速（如降低电源电压的频率）或在外力情况下使转子加速（如位能性负载向下运行时）。

5-14 试按下述要求画出某三相笼型感应电动机的控制电路：既能点动又能连续运转；采用能耗制动；有过载、短路、失压及欠压保护。

要点提示：在能耗制动电路（图5-30-5-34）的基础上增加点动功能即可。

5-15 图5-44为一台三级皮带运送机，分别由M1、M2、M3拖动，用按钮操作，试按如下要求设计电路图：起动时，按M1—M2—M3顺序进行；正常停车时，按M3—M2—M1顺序进行；事故停车时，如M2停车时，M3立即停而M1延时停；以上原则均按时间原则控制。

图5-44 题5-15图设计过程：（1）从传送机的运动要求出发，确定电动机控制方式。

电动机M1、M2、M3均为单方向旋转，起动与停止无特殊要求，因此M1、M2、M3选取最常用的笼型异步电动机，全压起动，自由停车，故分别由KM1、KM2、KM3进行控制。

（2）根据经验设计法的步骤，先设计正常起动的控制电路，这是一个顺序动作环节，根据前面讲过的典型环节控制电路，比较容易设计出如下图所示的电路。

图中SB1为起动按钮，KT1、KT2为M1与M2、M2与M3起动的间隔时间。

起动环节控制电路（3）再在设计正常停止的控制电路。

引入中间继电器KA1，代表正常停止，同时由时间继电器KT3、KT4控制停止过程的时间。

正常停止的过程是接到停止信号，立即切断KM3，延时后再切断KM2，再延时后切断KM1。

故可以使用KA1断开KM3、KT3断开KM2、KT4断开KM1。

所以正常停止的控制电路如下图所示。

图中SB2为正常停止按钮。

正常起动与停止控制电路（4）最后设计非正常停止控制电路。

当M1出现故障时，要求M1、M2、M3全部立即停止，故可以将M1故障按钮（SB3）串在整个控制电路的最前面，用来切断整个控制电路。

当M2出现故障时，M2、M3应立即停止。

此时，为便于电路的设计，引入中间继电器KA2，代表M2故障时的停车要求。

故KA2接通时，应立即切断KM2、KM3的线圈，同时接通KT4延时，延时结束后再切断KM1的线圈。

M3故障时，停车过程与正常停止的过程是一样的。

在M3故障时，可以按SB2停车；也可以将M3故障时的停止按钮（SB5）与正常停止按钮（SB2）并联在一起。

最后对电气控制电路的校核，校核电气控制电路是否满足生产机械的工艺要求，是否存在寄生电路等。

形成最后的控制电路如下图所示。

完整的控制电路5-16 现有一台双速笼型感应电动机，试按下列要求设计电路图：分别用两个起动按钮来控制电动机的高速起动与低速起动，由一个停止按钮来控制电动机的停车；高速起动时，电动机先接成低速，经延时后自动换接成高速运行；具有过载和短路保护。

5-17 图5-45中的一些控制电路各有何缺点或问题？工作时会出现什么现象？应如何改正？图5-45 题5-17图(a)图接触器的线圈回路接不通；（b）图自锁常闭触头，起不到自锁的作用；（c）图将常开与常闭触头一起自锁，停止按钮失去作用；（d）图无错误；（e）图没有实行相序的改变，且会造成短路；（f）图互锁触头使用错误，KM2应为常闭触头；（g）图点动按钮SB3的使用错误，应将常开与常闭两个触头对调，否则会造成KM线圈的自行得电。

正确电路略。

5-18 为两台感应电动机设计一个控制电路，其要求如下：两台电动机互不影响地独立操作；能同时控制两台电动机的起动与停止；当一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。

主电路略；控制电路中SB1为同时起动按钮、SB2为单独起动M1按钮、SB3为单独停止M1按钮、SB4为单独起动M2按钮、SB5为单独停止M2按钮；SB6为总停按钮。

5-19 设计一小车运行的控制电路，小车由异步电动机拖动，其动作程序如下：小车由原位开始前进，到终端后自动停止；在终端停留2min后自动返回原位停止；要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或起动。

5-20 试画出他励直流电动机既能实现电枢串电阻二极起动又能实现能耗制动的控制电路，并叙述其工作原理。

5-21 直流电动机采用什么方法来改变转向？在控制电路上有何特点？答：两种方法，即改变电枢电流的方向或磁通的方向。

采用改变磁通方向的方法过渡过程较长，故一般采用改变电枢电流的方向。

在改变电枢电流方向的控制电路上，要注意不能同时改变电枢电流的方向和磁通的方向。

5-22 直流电动机起动时，为什么要限制起动电流？限制起动电流常用哪几种方法？这些方法分别适用于什么场合？答：一是为避免电动机过热，二是为避免起动力矩过大产生的机械冲击过大。

限制起动电流常用的方法有电枢回路串电阻、降低电枢电压。

前者适合对电动机机械特性硬度要求不高的场合，后者适合对电动机机械特性硬度要求高的场合。

5-23 直流电动机起动后，若仍未切除起动电阻，对电动机的运行会有何影响？答：使电动机的机械特性变软，电动机的运行速度降低。

5-24 常用的电动机保护有哪几种？说明实现各种保护所需用的电器。

异步电动机的保护有短路、过载、断相、欠电压保护等，分别使用熔断器、热继电器、断路器等进行保护。

直流电动机的保护有短路、过载及弱磁保护，分别使用熔断器、过电流继电器和欠电流继电器。